趙云龍,于佳佑,陸婕蘭,李淑波

(1.北部灣大學(xué)石油與化工學(xué)院,廣西 欽州 535011;2.北部灣大學(xué)海運(yùn)學(xué)院,廣西 欽州 535011)

在船舶結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)應(yīng)用中,在船體表面噴涂防腐涂料是當(dāng)前使用的最有效的辦法。船舶的涂料防腐原理主要是依靠涂層在金屬表面形成一層能與外界環(huán)境隔離的薄膜,將基體表面與周?chē)母g性介質(zhì)隔離,實(shí)現(xiàn)防腐的效果[1]。防腐涂層具有良好的隔絕性和防水性,能夠適應(yīng)復(fù)雜而惡劣的海洋環(huán)境。但由于環(huán)境因素及涂層本身性質(zhì)的影響,如果涂層長(zhǎng)期服役,其表面會(huì)出現(xiàn)一些微小的裂紋,這些微裂紋會(huì)逐漸在基材中擴(kuò)展,致使涂層的附著力下降,從而導(dǎo)致涂層從基材上剝離,使涂層失去防腐能力。傳統(tǒng)修復(fù)防腐涂層的手段主要是依靠人工去除損壞部位的涂層并重新涂裝,修復(fù)過(guò)程復(fù)雜,成本高且達(dá)不到最優(yōu)的防腐效果。而且某些涂料中含有對(duì)人體有害的化學(xué)物質(zhì),會(huì)影響人體的健康。

基于上述原因,廣大科技工作者希望研發(fā)出一種能夠自愈的防腐涂層,它能夠監(jiān)測(cè)外部刺激,且能根據(jù)基材受損情況自動(dòng)完成修復(fù)[2]。自修復(fù)涂層無(wú)需任何外部物理干預(yù)即可修復(fù)涂層的完整性或功能特性[3]。最新研究表明,全球自修復(fù)涂層的銷(xiāo)售份額正在逐年增高,所占比例逐年上升[4]。并且,由于船舶的服役環(huán)境惡劣,對(duì)防腐涂層的性能要求更高。因此,應(yīng)用于船舶防腐領(lǐng)域的自修復(fù)涂層研究必將成為研究的熱點(diǎn),且具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 自修復(fù)防腐涂層的分類(lèi)

船舶用自修復(fù)涂層可根據(jù)自修復(fù)機(jī)理的不同分為自主型(本征型)和非自主型(外援型)自修復(fù)涂層[5]。自主型自修復(fù)涂層是指在涂層基體中直接添加緩蝕劑或者預(yù)埋修復(fù)劑來(lái)實(shí)現(xiàn)自修復(fù)功能的涂層。當(dāng)該種涂層受損時(shí),修復(fù)劑能夠在受損部位釋放并完成涂層的自我修復(fù)[6-8]。自主型自修復(fù)涂層根據(jù)修復(fù)劑的包埋方式又可分為膠囊型(圖1a)、中空纖維型和微脈網(wǎng)型(圖1b)。非自主型自修復(fù)涂層(圖1c)材料本身含有特殊的化學(xué)鍵或其他物理化學(xué)性質(zhì),如動(dòng)態(tài)可逆共價(jià)鍵、非共價(jià)鍵、分子擴(kuò)散等,其自我修復(fù)過(guò)程會(huì)在力、pH 值、溫度等外界條件刺激的作用下啟動(dòng)以實(shí)現(xiàn)自修復(fù),不需額外增加修復(fù)系統(tǒng)[9-10]。非自主型自我修復(fù)涂層有紫外光引發(fā)自修復(fù)涂層、熱可逆交聯(lián)自修復(fù)涂層和層組裝自修復(fù)聚合物膜等[11]。

圖1 自主型和非自主型自修復(fù)材料[10]

1.1 自主型自修復(fù)防腐涂層

在當(dāng)前的研究中,自主型自修復(fù)涂層主要可以分為緩蝕型和預(yù)埋型兩類(lèi)。與非自主型自修復(fù)防腐涂層相比,自主型自修復(fù)防腐涂層的機(jī)理更靈活多變,對(duì)船舶的防腐效果更好,基本上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)涂層的可控修復(fù),是自修復(fù)涂層研究的主要方向[7]。

1.1.1 緩蝕型自修復(fù)涂層

緩蝕型自修復(fù)涂層是將緩蝕劑作為裂紋的修復(fù)劑,當(dāng)有裂紋出現(xiàn)時(shí),緩蝕劑通過(guò)滲透直達(dá)裂紋部位修復(fù)裂紋,以達(dá)到抑制金屬與外界腐蝕性物質(zhì)相互作用的目的。因?yàn)樵摲N自修復(fù)涂層的修復(fù)原理簡(jiǎn)單,所以是一種較為常用的自修復(fù)涂層。

段體崗等[12]采用桐油和金屬緩蝕劑為修復(fù)劑,制備了一種碳鋼基自修復(fù)涂層,并對(duì)其耐腐蝕性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,自修復(fù)涂層的整體防腐性能效果較好,即使在涂層出現(xiàn)裂紋時(shí)也可使基體受到較好的保護(hù)。杜捷[13]使用聚氧硅烷對(duì)聚脲涂料改性制備出一種聚硅氧烷改性聚脲船舶防腐涂層,利用拉脫法附著力測(cè)試儀和Autolab 電化學(xué)工作站測(cè)試涂層的附著力性能和耐蝕性,并測(cè)試了涂層表面的水接觸角與自修復(fù)性能。結(jié)果表明,在空氣和海水中該涂層均表現(xiàn)出良好的自修復(fù)性能,裂紋基本上可以得到修復(fù)。綜合分析得出硬段含量為20%的聚硅氧烷改性聚脲涂層具有最佳的防腐性能。Zhang 等[14]將緩蝕劑2,5-吡啶二羧酸(PDC)、偏釩酸鈉(SMV)和5—氨基水楊酸(AS)分別通過(guò)抽真空浸漬到多孔PEO 涂層中,然后在含Ce 溶液中快速封閉處理,之后分別通過(guò)水熱處理在其上制備了層狀雙氫氧化物(LDHs)基納米容器。研究表明,PEO 涂層表面生成了新相CeO2,為孔隙提供了封堵作用。水熱法制備LDHs 導(dǎo)致涂層結(jié)構(gòu)和厚度發(fā)生明顯變化。此外,抑制劑的浸漬有利于提高最終復(fù)合涂層中LDHs 的含量。電化學(xué)阻抗(EIS)測(cè)量結(jié)果表明,AS/Ce-HT 樣品具有最佳的耐腐蝕性能。

近年來(lái)自修復(fù)涂層中的無(wú)機(jī)納米容器作為緩蝕劑載體引起了廣泛的關(guān)注。常用的無(wú)機(jī)納米容器包括SiO2、TiO2、ZrO2等納米微粒[15-20],還包括埃洛石等工業(yè)礦物。目前應(yīng)用較為廣泛的有機(jī)物是殼聚糖。殼聚糖是甲殼素的脫乙酰產(chǎn)物,具有毒性低、生物相容性?xún)?yōu)異、分子上存在便于交聯(lián)的胺基和羥基[21]、在自然界中極易獲得和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。

Liu 等[22]將天然多糖殼聚糖用于載體微球的制備,封裝植酸鈉、海藻酸鈉等緩蝕劑后,將其添加到水性涂層中,研究改性后涂層的防腐性能。結(jié)果表明:天然多糖微球用于制備聚丙烯酸涂層,雖然能延長(zhǎng)涂層使用壽命,提高涂層的防腐性能,但是仍存在以下問(wèn)題:(1)緩蝕劑的擔(dān)載率低;(2)將緩蝕劑微球添加到涂層中后會(huì)出現(xiàn)局部團(tuán)聚現(xiàn)象,即影響美觀,又影響涂層與金屬基的結(jié)合強(qiáng)度等。

1.1.2 預(yù)埋修復(fù)劑型自修復(fù)涂層

李海燕等[23]在自制的亞麻油@ PUF/SiO2、IPDI @PU/PANI 和桐油@PU/PAN 三種自修復(fù)微膠囊中分別添加環(huán)氧樹(shù)脂,制備了微膠囊型自修復(fù)防腐涂層。實(shí)驗(yàn)表明,微膠囊壁材中引入的PANI 明顯改善了涂層的防腐性能,具有優(yōu)異的自修復(fù)及抗腐蝕性能。文章同時(shí)闡明了芯材IPDI與壁材PANI 的協(xié)同防腐機(jī)理。

Ma 等[24]采用原位聚合法合成了酚酰胺(PA)微膠囊,同時(shí)制備了實(shí)現(xiàn)防污防腐一體化的脲醛(UF)-桐油溶液。通過(guò)對(duì)6 種不同乳化劑的研究,優(yōu)化了化合物和結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,采用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)/聚乙烯醇(PVA)可合成高芯含量、窄粒徑分布的微膠囊,在微膠囊的粒徑為24.07～71.33 μm 時(shí),微膠囊芯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%。對(duì)微膠囊自修復(fù)涂層的研究表明:當(dāng)涂層中微膠囊的質(zhì)量百分含量超過(guò)10%時(shí),從劃痕表面釋放的修復(fù)劑能有效覆蓋裸露的金屬;7 d 的中性鹽霧試驗(yàn)表明,劃痕處無(wú)生銹現(xiàn)象發(fā)生,說(shuō)明微膠囊可提供足夠劑量的防污劑,防止硅藻和貽貝的附著;復(fù)合乳化劑能較好地控制微膠囊的粒徑分布和微觀結(jié)構(gòu),將微膠囊摻入環(huán)氧樹(shù)脂涂料中,可實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的防腐性能。

姜美佳等[25]以聚三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂為囊壁,自干型成膜物質(zhì)和緩蝕劑的混合修復(fù)劑為囊芯,制備出一種粒徑較小的自修復(fù)微膠囊,實(shí)驗(yàn)證明該工藝可以用來(lái)修復(fù)由于應(yīng)力引起的微小損傷的涂層,并對(duì)金屬腐蝕有一定的抑制作用。

通過(guò)對(duì)自主型自修復(fù)涂層的分析可知,該方法是一種最為簡(jiǎn)單制備自修復(fù)涂層的方法。但是,由于緩蝕型自修復(fù)涂層中緩蝕劑的加入會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂基體的不連續(xù),進(jìn)而影響涂層在涂裝后對(duì)腐蝕環(huán)境的物理屏蔽功能[26]。較好地解決緩蝕型自修復(fù)涂層上述缺點(diǎn)的辦法是借助微膠囊的工作機(jī)理,將緩蝕劑封裝入微納米級(jí)別且能均勻分散的中空粒子中[27]。微納米粒子如果是通過(guò)在多孔材料表面聚合一層功能性聚合物制備的,就可以達(dá)到對(duì)緩蝕劑的可控釋放,進(jìn)而形成智能涂層[28]。

1.2 非自主型自修復(fù)涂層

自主型自修復(fù)涂層由于其修復(fù)機(jī)理限制了涂層的修復(fù)次數(shù),并且從其機(jī)理上來(lái)說(shuō),當(dāng)修復(fù)劑或緩蝕材料釋放后,原有位置會(huì)出現(xiàn)空隙,在后續(xù)使用過(guò)程中,這些空隙可能成為腐蝕繼續(xù)擴(kuò)散的通道,進(jìn)而影響涂層的整體防腐性能。

非自主型自修復(fù)涂料依靠外界刺激來(lái)激發(fā)自修復(fù)行為的開(kāi)動(dòng),刺激以溫度、光、pH 等最為常見(jiàn)。由于其自修復(fù)原理不受修復(fù)次數(shù)的限制,故其應(yīng)用范圍比較廣泛[29]。

1.2.1 溫度刺激自修復(fù)涂層

對(duì)于熱塑性自修復(fù)涂層材料,其對(duì)損傷的自修復(fù)是通過(guò)提高溫度促使材料中的分子間產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用完成修復(fù)的。其反應(yīng)是基于Diels-Alder(DA)[30]反應(yīng)機(jī)理(見(jiàn)圖2)進(jìn)行的:當(dāng)涂層的溫度升高到一定程度時(shí),涂層中某些共價(jià)雙鍵發(fā)生斷裂,具有自愈能力的活性分子鏈段自由流動(dòng)到損傷部位后,物質(zhì)中的共價(jià)鍵在裂縫處重新發(fā)生交聯(lián),產(chǎn)生可以屏蔽外界腐蝕介質(zhì)的保護(hù)層,以此來(lái)完成對(duì)涂層中微裂紋的修復(fù)[31]。

圖2 Diels-Alder 反應(yīng)機(jī)理圖[30]

何霞等[32]將環(huán)氧氯丙烷與糠胺反應(yīng),合成含呋喃環(huán)的二環(huán)氧糠基縮水甘油胺(DGFA),再通過(guò)DA 與雙馬來(lái)酰亞胺發(fā)生熱可逆自愈反應(yīng),制備出環(huán)氧樹(shù)脂EP-DA,并用FT-IR 表征了EP-DA 的化學(xué)結(jié)構(gòu)和熱可逆性。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中創(chuàng)設(shè)了環(huán)氧樹(shù)脂在實(shí)際使用時(shí)因沖擊破壞而產(chǎn)生的裂損傷這一環(huán)境,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明環(huán)氧樹(shù)脂EP-DA 能很好地實(shí)現(xiàn)損傷的自修復(fù)。對(duì)彎曲載荷恢復(fù)的宏觀定性觀察和定量測(cè)試證實(shí),該環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)異的再加工性,可以進(jìn)行多次自修復(fù)和再加工過(guò)程。Li 等[29]將噴涂聚二甲基硅氧烷(PDMS)基超分子聚合物的乙醇溶液,通過(guò)N-硼氧烷-PDMS ( N-Boroxine-PDMS )和SiO2納米粒子交聯(lián),成功制備了具有自發(fā)自修復(fù)能力的無(wú)氟透明超疏水涂層。該涂層具有良好的透光性和疏水性,同時(shí)也具有抗沖擊性和耐熱性。由于N-配位硼氧烷的可逆性,使得N-硼氧烷-PDMS 的低聚物易于遷移到損傷表面,涂層能夠在室溫下重復(fù)自發(fā)地修復(fù)過(guò)氧化氫或O2等離子體引起的化學(xué)損傷。

1.2.2 pH 觸發(fā)型

硅烷改性介孔二氧化硅納米粒子(MSN)是獲得pH 響應(yīng)型納米容器[33-34]的常用方法,但此方法具有成本高、不易制備的缺點(diǎn),在防腐涂層的設(shè)計(jì)和制備時(shí)仍具有一定的挑戰(zhàn)。武亞琪等[35]使用中空TiO2納米顆粒為材料基體,制備了epoxy@TiO2@BTA@SiO2涂層,并研究涂層在不同pH 值下的抗腐蝕行為。當(dāng)腐蝕行為發(fā)生時(shí),腐蝕介質(zhì)與金屬基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致系統(tǒng)的pH值下降。此時(shí),納米容器被誘導(dǎo)釋放,負(fù)載在涂層上的BTA 能在金屬基材上形成致密的保護(hù)膜,再次保護(hù)金屬基材,其自愈合機(jī)理如圖3所示。

圖3 摻雜二氧化鈦納米涂層的自修復(fù)機(jī)理示意圖

Chen 等[36]通過(guò)LbL 法成功制備了一種自修復(fù)的支化聚乙烯亞胺 (bPEI)/聚丙烯酸 (PAA)薄膜,并開(kāi)發(fā)了一種新的自修復(fù)涂層的評(píng)估方法。通過(guò)膠體的涂敷和隨后的光刻,可以很容易地在bPEI/PAA 薄膜上制作出深度、寬度和周期可控的切口,然后應(yīng)用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察不同切口的自修復(fù)行為。SEM 結(jié)果表明,bPEI/PAA 薄膜可以在同一樣品、同一區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多次損傷/修復(fù)過(guò)程。此外,LbL 薄膜的自愈能力與損傷數(shù)量、深度和切口寬度有關(guān)。隨著損傷次數(shù)、切口深度和切口寬度的增加,電解質(zhì)的損失也增加,導(dǎo)致剩余聚電解質(zhì)的流動(dòng)不足以愈合切口。這項(xiàng)工作為系統(tǒng)地表征 bPEI/PAA 薄膜以及其他聚電解質(zhì)薄膜的自修復(fù)能力提供了一條新的途徑。

1.2.3 光觸發(fā)型

在基于光引發(fā)交聯(lián)環(huán)化反應(yīng)的自修復(fù)材料中,主要通過(guò)光誘導(dǎo)動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)使化學(xué)鍵重組而進(jìn)行修復(fù)行為[37]。常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵有動(dòng)態(tài)酯鍵、碳碳雙鍵、硫/硒鍵、亞胺鍵、酰腙鍵、二硫鍵[38],由動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)能對(duì)損壞的涂層進(jìn)行有效修復(fù),從而達(dá)到防腐的作用。動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵的修復(fù)機(jī)制及分子模型如圖4所示。

圖4 動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵

劉雪輝[39]研究了一種基于納米容器的智能自預(yù)警與自修復(fù)涂層,該涂層能夠?qū)κ軗p處進(jìn)行自主修復(fù),并且在涂層失效時(shí)通過(guò)熒光性能來(lái)進(jìn)行自主預(yù)警,從而提高涂層的防腐性能。通過(guò)采用室溫一步合成法制備出納米容器8-羥基喹啉負(fù)載的ZIF-8,將其均勻分布在溶膠凝膠涂層中,得到了自修復(fù)與自預(yù)警涂層。其中,8-羥基喹啉與Al3+螯合產(chǎn)生熒光,可以作為熒光探針,同時(shí)也是該修復(fù)體系的緩蝕劑,其能夠有效地提高金屬的耐蝕性。研究結(jié)果表明,添加8-羥基喹啉負(fù)載的ZIF-8 制備的復(fù)合材料可有效地提高溶膠凝膠涂層的耐蝕性。同時(shí),經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的劃痕浸泡后,能夠在劃痕處顯示出均勻的熒光點(diǎn),為制備自修復(fù)與自預(yù)警雙功能膜層提供了新的思路。

近年來(lái),出現(xiàn)了一種被稱(chēng)為形狀記憶涂層的新型自修復(fù)涂層,它的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)大面積裂縫的快速修復(fù)[40]。吳楊龍[41]使用聚多巴胺(PDA)納米粒子作為自修復(fù)涂層填料,通過(guò)冷凍干燥和熱壓成型工藝制備了光驅(qū)動(dòng) PDA/WEP 自修復(fù)涂層復(fù)合材料,在力學(xué)性能測(cè)試中發(fā)現(xiàn),材料的形狀固定率和形狀恢復(fù)率高達(dá)99%。Lutz等[42]介紹了兩種基于丙烯酸酯化聚己內(nèi)酯型聚氨酯的新型UV 固化自修復(fù)記憶涂層的合成與表征方法,利用光學(xué)和電子顯微鏡等手段揭示了這些涂層在熱浸鍍鋅鋼上的劃痕和微壓痕展現(xiàn)出的優(yōu)異自愈合性能。研究建議將形狀記憶聚氨酯與基于光引發(fā)機(jī)制的自修復(fù)涂層結(jié)合起來(lái),首先利用形狀記憶效應(yīng)修復(fù)涂層,然后通過(guò)光誘導(dǎo)激發(fā)其自愈行為。

2 船舶自修復(fù)涂層的未來(lái)發(fā)展方向

金屬用自修復(fù)防腐涂層的研究進(jìn)行了很多年,盡管在修復(fù)率方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)步,但是在船舶自修復(fù)涂料的研究方面還有一些基本問(wèn)題沒(méi)有解決:首先要求涂料的施工工藝應(yīng)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低廉,質(zhì)量可靠;其次,施工和使用溫度應(yīng)該介于-30 ℃到40 ℃;參照綠色可持續(xù)發(fā)展要求,所用原料盡量選擇天然原料。鑒于綠色可持續(xù)發(fā)展的要求,現(xiàn)在對(duì)船舶自修復(fù)材料的研究大都采用天然樹(shù)脂改性作為環(huán)保涂料的主體[21]。

2.1 低溫型自修復(fù)涂層

目前研究的自修復(fù)涂層普遍無(wú)法在室溫下自發(fā)地進(jìn)行自修復(fù)行為,通常需要通過(guò)升溫的方式才能進(jìn)行自修復(fù)。當(dāng)前應(yīng)用于船舶防腐的自修復(fù)涂層的施工溫度一般都要在80～160 ℃才能達(dá)到自修復(fù)的目的,當(dāng)溫度達(dá)不到時(shí),涂層無(wú)法對(duì)損傷進(jìn)行自診斷并完成自修復(fù)行為,從而無(wú)法達(dá)到預(yù)期的防腐效果。因而研究出施工溫度在-5 ～40 ℃,且能進(jìn)行自診斷的自修復(fù)涂層是未來(lái)船舶防腐涂料的發(fā)展趨勢(shì)。

2.2 基于天然材料的自修復(fù)涂層

人類(lèi)對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格,在原材料的選用上,天然材料的選擇正在擴(kuò)大,以減少對(duì)環(huán)境的污染。由于天然材料具有資源豐富、成本低廉、獲取方便等優(yōu)點(diǎn),因此成為理想的工業(yè)用原材料。在自修復(fù)防腐領(lǐng)域取得重大進(jìn)展的條件下,人們逐漸可以利用自然中本身就有的優(yōu)異結(jié)構(gòu)來(lái)制備人們需要的防腐涂層。

2.3 環(huán)境友好型自修復(fù)涂層

面對(duì)當(dāng)前制造業(yè)綠色、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì),我國(guó)船舶涂料企業(yè)要加大環(huán)保型自修復(fù)船舶涂層研發(fā)的投入力度,努力研發(fā)該領(lǐng)域的核心技術(shù),生產(chǎn)出符合綠色環(huán)保要求的自修復(fù)涂層。根據(jù)前文的分析,可以預(yù)見(jiàn)船舶環(huán)保自修復(fù)涂層的未來(lái)發(fā)展方向是:(1)開(kāi)發(fā)光誘導(dǎo)型疏水性船舶自修復(fù)涂層,以減少對(duì)環(huán)境的污染;(2)減少有毒物質(zhì)在船舶涂料中的使用和防止有害物質(zhì)的釋放,開(kāi)發(fā)出環(huán)保型、不含防污劑的自修復(fù)型防腐涂料;(3)為降低油耗,開(kāi)發(fā)出能減小船舶航行阻力的自拋光性防污、防腐涂料。

2.4 超疏水自修復(fù)涂層

由于船舶長(zhǎng)期在潮濕的環(huán)境中使用,因此提升涂層的超疏水性和耐久性也成為船舶防腐研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前提高涂層耐久性的最常見(jiàn)方法是使涂層具備自我修復(fù)能力。實(shí)現(xiàn)涂層超疏水自修復(fù)的主要方式是制備出具有微納粗糙結(jié)構(gòu)的自修復(fù)材料來(lái)修復(fù)低表面能深層的表面[43]。Zhao 等[44]通過(guò)將Si-HBPU 澆鑄到基底上的方便工藝,構(gòu)建了超疏水涂層,并通過(guò)水分控制模型對(duì)其進(jìn)行調(diào)控,然后將F-SiO2納米粒子均勻地種植到半固化Si-HBPU 表面,制備了一種環(huán)境友好型、附著力優(yōu)異、超疏水的基體涂層。由于Si-HBPU 具有許多極性基團(tuán)(如Si—OH),使得Si-HBPU 與F-SiO2納米粒子共價(jià)鍵合,利用硅醇基團(tuán)與基材表面羥基化學(xué)鍵合,形成固體Si—O—Si交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。改性后的涂層表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械特性,能夠在140 次砂紙磨損循環(huán)后保持超疏水性能。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著人們?cè)谠擃I(lǐng)域研究的逐步深入,自修復(fù)涂層所面臨的缺陷會(huì)逐漸被改進(jìn),能應(yīng)用在船舶防腐領(lǐng)域的自修復(fù)涂層的種類(lèi)也會(huì)越來(lái)越多。在全行業(yè)響應(yīng)綠色化工、低能減排號(hào)召的背景下,自修復(fù)涂層除了性能上的改進(jìn)以外,會(huì)朝著低溫型、基于天然材料、環(huán)境友好型和超疏水的自修復(fù)涂層方向發(fā)展。雖然,當(dāng)前大多數(shù)研究成果都停留在實(shí)驗(yàn)室階段,但是也有些成果已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用中,并顯示出可觀的效應(yīng)。因此可以預(yù)見(jiàn),船舶用自修復(fù)涂層在未來(lái)將迎來(lái)更加廣闊的應(yīng)用前景。